吳海燕

摘 要： 新課標將模型和模型方法列入課程目標，學會構建合理的模型并運用相關的模型方法進行科學探究，已成為高中學生必備的生物學素養(yǎng)之一。本文闡述了在“生態(tài)系統(tǒng)專題”復習中，利用教材中的模型，通過擴增核心概念模型和構建數(shù)學模型，提高“生態(tài)系統(tǒng)專題”復習的有效性，同時培養(yǎng)學生的建模思維和能力。

關鍵詞： 建構模型 生態(tài)系統(tǒng)專題 生物學復習 概念模型 數(shù)學模型

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所做的一種簡化的概括性描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式表達[1]。高中生物新課程標準將模型和模型方法列入課程目標，要求學生領悟“建立模型”等科學思想和科學方法，學會運用相關的模型方法進行科學探究，因此，培養(yǎng)學生的建模思維和能力已成為高中生物學教學的一項重要內容，尤其在高三總復習中，教師若能充分發(fā)揮模型的作用，引導學生主動建模，在高三二輪復習中，如果學生頭腦中呈現(xiàn)的不再是一堆概念、規(guī)律、錯題，而是清清楚楚的幾個模型，那么學生在高考中一定會有出色表現(xiàn)。

1.擴增核心概念模型，建立完善的知識網(wǎng)絡

概念模型能將原本零碎的生物學知識歸納起來，構成彼此聯(lián)系的知識網(wǎng)絡，了解各知識點在知識體系中的具體位置，清楚各知識點之間的聯(lián)系[2]。在構建概念的復習中，要求學生能明確概念的內涵和外延、相關概念間的關系。由于二輪復習采用“專題整合”的策略，將各章節(jié)中分散的“點”串成“線”，并進一步構成“網(wǎng)”，讓學生獨立建構如此龐大的知識網(wǎng)絡有一定的難度，因此教師可以為學生提供腳手架，即該專題的核心概念模型（圖1）。

在學生對該專題有了上述框架式的認識后，為了幫助學生進一步細化復習三個部分的內容，可以針對每一個部分提出若干問題讓學生討論，然后要求獨立完善該概念圖：①生態(tài)系統(tǒng)的結構：是指生態(tài)系統(tǒng)的組成？由什么構成？②生態(tài)系統(tǒng)的功能：僑光中學校園內物質能循環(huán)嗎？物質循環(huán)的范圍是什么？物質循環(huán)的方向是什么樣？簡述能量流動關于各營養(yǎng)級能量的去路，能量流動的特點是什么？研究能量流動有什么意義？說出信息傳遞的類型、方向、意義。③生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性：有哪兩方面的表現(xiàn)？為什么能實現(xiàn)，原因是什么？影響該原因的因素是什么？抵抗力穩(wěn)定性與什么因素有關？學生在討論中，對這三個方面有了更為深入的理解。接著，以小組為單位，根據(jù)以上問題提示建構概念模型，由于不同學生對知識的掌握情況、理解能力各不同，概念模型的建構結果和完成速度可能差異較大，因此，對概念模型的建構可以采用先小組內合作再班級匯報的方式，修改和分析概念圖，最后將修改后的概念圖整合在一起，對原有的核心概念模型進行擴增，經(jīng)過加工整理，建構如圖2所示的綜合概念圖。通過這一過程，學生對生態(tài)系統(tǒng)的知識點建立起完善的知識網(wǎng)絡，同時這個過程還拓展了學生思維。

2.構建數(shù)學模型，深化對易錯知識的理解

數(shù)學模型是用字母、數(shù)字及其他數(shù)學符號建立起來的等式或不等式，以及圖表、圖像等描述客觀事物的特征及內在特征的數(shù)學結構表達式[3]。教材中關于這個專題有大量的數(shù)學模型圖，這些模型是對知識的高度濃縮，在高三總復習中如果能充分利用教材現(xiàn)有的模型圖，則既能讓學生加深對知識的理解，又能達到縮短復習時間的效果。在本專題中，“能量流動”是易錯知識點，又是學生比較難理解清楚的內容，可以通過建構數(shù)學模型突破難點。

在復習“能量流動”中關于初級消費者同化量的去路時，可結合模式圖（圖3），引導學生思考：①初級消費者獲得能量的方式是什么，其同化量的去路如果用兩條路徑表示，那么可以如何表示？②呼吸作用消耗的能量屬于用于生長、發(fā)育繁殖的能量嗎？用于生長、發(fā)育繁殖的能量有哪些去路？初級消費者的同化量如果用三條路徑表示，可以如何表示？③如果按照定時定量的分析法，在調查的這段時間種群內，還有一些個體并沒有死亡，也沒被下一營養(yǎng)級攝食，那么，初級消費者的同化量又可以有幾條去路？④初級消費者的糞便量屬于其流向分解者的能量之一嗎，為什么？如果不屬于，那么該算哪個營養(yǎng)級的分解量？⑤請你用數(shù)學表達方式描述上述概念間的關系？

學生自主構建以下模型：消費者的攝入量=消費者的同化量+糞便中的能量；糞便中的能量是上一營養(yǎng)級同化量中的一部分；消費者的同化量=呼吸作用消耗量+用于生長發(fā)育繁殖的能量；消費者的同化量=呼吸作用消耗量+進入下一營養(yǎng)級的能量+分解者利用；消費者的同化量=呼吸作用消耗量+進入下一營養(yǎng)級的能量+分解者利用+未被利用（定時情況下）。通過上述數(shù)學模型的建構過程，學生不僅掌握了建構數(shù)學模型的方法，領悟、歸納出了規(guī)律，還深化了對易錯知識的理解。

利用模型建構可以將知識具體化、簡單化、系統(tǒng)化。因此，在高三總復習時，教師應該有意識地利用課本上各種模型、教參書和輔導書中相關的模型進行講解，根據(jù)考試大綱的要求，指導學生用建模思維進行專題復習，先自主建構模型，將復雜的生物學知識整合為幾個模型，然后師生共同補充、修改、完善模型，最后結合習題，讓學生運用建構好的模型解決生物學問題。由于學生在建構模型的過程中運用了不同感官，這樣不僅能加強對各知識點之間聯(lián)系的認識，形成較深層次的認知分析，還能有效改變學生的認知方式，提高學生的自主學習能力，建模思維和能力得到了進一步發(fā)展，對教學產(chǎn)生明顯的促進作用。

參考文獻：

[1]朱正威，趙占良.普通高中課程標注實驗書《生物3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教師用書.北京：人民教育出版社，2007，40.

[2]周荷靜.利用模型方法提高“蛋白質專題”的復習效率.生物學教學，2012.37（5）：26-27.

[3]黃偉權.數(shù)學模型的常見類型和建構方法.生物學教學，2010.5（8）：20-21.